化工原理上册复习题1

&化工原理&

第一章 流体流动与输送

一、填空题

1.流体的密度是指 单位体积流体所具有的质量，其单位为 kg/m3 。

2. 20℃时苯的密度为880kg/m3，甲苯的密度为866kg/m3，则含苯40%（质量）苯、甲苯溶液的密度为 871.55 kg/m3。

3.流体的粘度是描述流体 流动 性能的物理量，一般用符号 μ 表示；流体的粘度越大，流动时阻力损失 越大 。

4.流体的流动形态有 层流 和 湍流两种，可用 雷诺数Re 判断。

5.流体阻力产生的根本原因是 流体本身的粘性 ，而 流动型态 与 管路条件 是产生流体阻力的外因。

6转子流量计应垂直安装，流体 由下而上流动；读数读转子的 最大截面处 ，一般为转子的 顶部 。 8.离心泵的构造主要包括 叶轮 和 泵轴组成的旋转部件以及 泵壳 和 轴封组成的固定部件。 9.离心泵开车时，泵空转、吸不上液体、进口处真空度低，此时泵发生了 气缚 现象，其原因可能是 没有灌泵 或 轴封不严密 。

10.离心泵运转时，泵振动大、噪音大、出口处压力低、流量下降，此时泵发生了 气蚀 现象，其原因可能是 安装高度过高或 吸入管路阻力太大或者 被输送流体温度过高 。

11.流体的特征是具有 一定的体积 ；无 一定的形状 ，其形状随容器的形状而改变；在外力作用下内部会发生 相对运动 。 二、选择题

1.有一串联管道，分别由管径为d1与d2的两管段串接而成。d1＜d2。其流体稳定流过该管道。今确知d1管段内流体呈层流。请断定流体在d2管段内的流型为( c )。 A.湍流 B.过渡流 C.层流 D.须计算确定。

2.有两种关于粘性的说法：( a )。(1) 无论是静止的流体还是运动的流体都具有粘性。(2) 粘性只有在流体运动时才会表现出来。

A.这两种说法都对 B.第一种说法对，第二种说法不对 C.这两种说法都不对 D.第二种说法对，第一种说法不对

3.水以2 m·s-1的流速在?35 mm×2.5 mm钢管中流动，水的粘度为1×10-3 Pa·s，密度为1000 kg·m-3，其流动类型为( b )。

A.层流 B.湍流 C.过渡流 D.无法确定

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4.装在某设备进口处的真空表读数为－50 kPa，出口压力表的读数为100 kPa，此设备进出口之间的绝对压强差为( a )kPa。

A. 150 B. 50 C. 75 D. 25 5.各种型号的离心泵特性曲线( d )。

A.完全相同 B.完全不相同 C.有的相同，有的不同

D.图形基本相似

6.某设备上真空表读数为0.09MPa，若当地大气压强为0.1MPa，则设备内绝对压强为( b )。 A. 101.33 kPa B. 10 kPa C. 0.91 kPa D. 90 kPa 8.当两个同规格的离心泵串联使用时，只能说( c )。

A.串联泵较单台泵实际的扬程增大一倍B.串联泵的工作点处较单台泵的工作点处扬程增大一倍 C当流量相同时，串联泵特性曲线上的扬程是单台泵特性曲线上的扬程的两倍 D.在管路中操作的串联泵，流量与单台泵操作时相同，但扬程增大两倍 10.判断流体流动类型的准数为( a )。

A. Re数 B. Nu数 C. Pr数 D. Fr数 11.牛顿粘性定律适用于牛顿型流体，且流体应呈( c )。

A.过渡型流动 B.湍流流动 C.层流流动 D.静止状态

12.在一水平变径管路中，在小管截面A和大管截面B连接一U型压差计，当流体流过该管时，压差计读数R值反映( a )。

A. A、B两截面间的压强差 B. A、B两截面间的流动阻力 C. A、B两截面间动压头变化 D. 突然扩大或缩小的局部阻力 14. 关于黏性和黏度的叙述错误的是（ c ）。

A.静止的流体和流动的流体都具有黏性B.黏度是衡量流体黏性大小的物理量

C.流体的黏度随温度的升高而减小D.压力改变对液体黏度的影响很小，可以忽略，不很高的压力对气体黏度的影响也可以忽略

15.下列说法正确的是( d )。

A.柏努利方程不能表示静止流体内部能量转化与守恒的规律

B.流体作用在单位面积上的压力，称为静压强C.可以用液柱高度表示压力的大小D.在静止、连通的流体中，处于同一水平面上各点的压力均相等

16.关于U形管压差计的指示液，下列说法错误的是（ c ）。

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A.指示液与被测流体不互溶B.指示液不能与被测流体发生化学反应 C.指示液的密度一定要比被测流体大D.指示液最好带一些颜色，方便读数 17.下列说法错误的是( b )。

A.黏性是流体阻力产生的根本原因 B.静止的流体没有黏性 C.静止的流体没有阻力 D.流体的流动型态与黏度有关 18.下列说法正确的是( b )。

A.流体的流动型态有层流、过度流和湍流三种B.湍流与滞流的本质区别是流体质点有无作径向运动C.流体在管内流动时，湍流和滞流不可能同时存在D.直管阻力与局部阻力均与流体的动能成正比例关系 19.流体在直管内作湍流流动时，若管径和长度都不变，且认为λ不变，若流速为原来的2倍，则阻力为原来的( d )倍。

11A. 4 B. 2 C. 2 D. 4

20.不能减少流体阻力的措施是( c )。

A.减短管路，减少管件、阀门 B.放大管径

C.增大流速 D.加入某些药物，以减少旋涡 23.下列说法正确的是（ d ）。

A.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀” B.“气蚀”与“气缚”的现象相同，发生原因不同

C.调节离心泵的流量可用改变出口阀门或入口阀门开度的方法来进行 D.允许安装高度可能比吸入液面低

24.对由外管直径为d1，内管直径为d2组成的套管而言，按润湿周边计算而得得当量直径为( c )。 A.

d1?d2 B.d1＋d2 C.d1－d2 D.d2－d1 2三、判断题

1.压力的单位也可用流体的液柱高度来表示。（√）2.国际单位制中表示压力的单位为大气压即atm。（ × ）3.流体的流速是指单位时间流体质点流过的距离，化工计算中一般用管路截面上的平均流速，通过体积流量除以流通截面积得到。（ √ ）

4.流体的粘度是表示流体流动性能的一个物理量，粘度越大的流体，同样的流速下阻力损失越大。（ √ ）5.流体的粘度是流体的动力学性质，静止时粘度为0。（ × ）

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6. U形管压差计中指示液密度必须大于被测流体的密度。（ × ） 7.压差一定时，U形管压差计的读数R与U形管的长、短无关。（ √ ） 8.柏努利方程是流体的机械能衡算式，不包括能量损失。（ × ） 9.流体的流动型态有三种，即层流、过渡流和湍流。（ × ）

10.雷诺数Re是一个描述流体流动型态的无因次数群，只要各参数用同一单位制的数值代入，其计算结果都是一样的。（ √ ）11. Re?du??，所以，当管路中流量不变时，管径增大Re也增大。（ × ）

12.当量直径等于4倍的水力半径。（ √ ）13.粘性是产生流体阻力的根本原因。（ √ ） 14.摩擦系数?随Re的增大而增大。（× ）15.转子流量计应垂直安装在管路中，流体自上而下流过流量计。（ ×）16.离心泵上铭牌注明的性能参数是轴功率最大时的参数。（ × ） 17.离心泵的扬程为用泵将液体从低处送到高处的高度差。（ × ） 18.在离心泵的吸入管末端安装单向底阀是为了防止“气蚀”。 （ × ） 四、简答题

1.静止的流体有粘度吗？温度对流体粘度影响如何？试分析之？

答：有，但没有表现；液体的黏度随温度的升高而降低，气体的粘度随温度的升高而升高，因为温度升高，液体的分子间距增大，分子之间的作用力减小，粘度降低，而对于气体，分子之间的作用是靠碰撞进行的，温度越高，碰撞机会越多，所以粘度增大。

2.流体的流动型态有哪两种？如何来判断流体的流动型态？影响流动型态的因素有哪些？答：流体的流动型态有层流和湍流；用Re来判定，Re小于等于2000为层流，Re大于4000为湍流；影响流动型态的因素主要有管径、流速及流体的密度和粘度。 3.试述减小流体阻力的途径？

答：缩短直管长度、减少不必要的管件，适当放大管径，加入一些添加剂以减小流体粘度，减小管路的相对粗糙度。

4.离心示输送流体的工作原理？

答：借助于高速旋转的叶轮施加于流体离心力，使流体获得较高的动能，在泵壳的作用下，部分动能转化为静压能排出泵外，而叶轮旋转中心随流体抛出后形成负压而吸入流体。 5.什么是离心泵的气缚现象，试分析引起原因？

答：现象：泵空转，吸不上流体。 原因：泵内有空气。一是没灌泵或没灌满；二是可能轴封不严密。 6.什么是离心泵的气蚀现象，试分析引起原因？

答：现象：泵振动大，噪音大，流量与扬程下降，泵壳和叶轮金属离子被剥落。

原因：叶轮旋转中心负压太大。一是泵的安装高度可能过高；二是可能吸入管路阻力太大；三是可能被

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输送流体的温度过高。

第二章 非均相物系的分离

一、填空题

1.非均相物系一般有两相组成，其中一相称为 连续相另一相称为分散相 。 2.非均相物系的主要分离方法有 沉降 、 过滤 、离心分离及湿法分离。 3.沉降分离是依据分散介质与分散物质间的 密度 差来分离的。

4.沉降器的生产能力与面积和颗粒的沉降速度正比；与降尘室的沉降高度无关。 5.沉降分离的必要条件是颗粒在沉降器中的 停留时间大于或等于 沉降时间。

6.旋风分离器的操作是混合气体从筒体上部的 切向方向进入（径向或切向）， 顶部 排出净化气体， 底部 间歇排灰（顶部或底部）。

7.过滤方法有饼层过滤 、 深床过滤 和 动态过滤 三种。 8.常用的过滤介质有 织物状、 粒状和 固体多孔 三种。

9.根据连续相的状态不同，非均相物系可分为 气态 非均相物系和 液态 非均相物系。 10.过滤操作中，待过滤的悬浮液称为 滤浆，而过滤后分离出的固体称为 滤渣或滤饼 ，通过过滤介质的液体称为 滤液。 二、选择题

2.在重力场中，固体颗粒的沉降速度与下列因素无关的是（ D ）。

A .粒子几何形状 B. 粒子几何尺寸 C .粒子与流体密度 D .流体的流速 3.描述颗粒特性的参数不包括（ C ）。

A.形状 B.大小 C.密度 D.表面积

4.含尘气体通过长4m、宽3m、高1m的降尘室，已知颗粒的沉降速度为0.25m/s，则除尘室的生产能力为（ A ）。

A. 3 m3/s B. 1 m3/s C. 0.75m3/s D. 6 m3/s

5.某粒径的颗粒在降尘室中沉降，若降尘室的高度增加一倍，则该降尘室的生产能力将 （ C ）。 A.增加一倍 B.为原来1/2 C.不变 D.不确定 6.织物状过滤介质不包括（ D ）。 A.滤布 B.滤纸 C.滤网 D.滤板 7.过滤方法不包括（ B ）。

A.饼层过滤 B.滤布过滤 C.深层过滤 D.动态过滤 8.下列各项中不用于表示过滤推动力的是（ B ）。

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A.液柱静压力 B.浓度差 C.惯性离心力 D.压力差 9.固液分离不可以选用的分离设备是（ A ）。

A.旋风分离器 B.砂滤器 C.转筒真空过滤机 D.叶滤机 10.下列为连续式操作设备的是（ B ）。

A.板框压滤机 B.转筒真空过滤机 C.叶滤机 D.三足式离心机 11.旋液分离器是利用离心力分离（ B ）。 A.气液混合物的设 B.液固混合物的设备C.液液混合物的设备 D.气固混合物的设备 12.下列说法哪种是错误的（ C ）。

A.降尘室是分离气固混合物的设备 B.叶滤机是分离液固混合物的设备 C.沉降式离心机是分离气固混合物的设备 D.沉降槽是分离液固混合物的设备 13.下列不属于沉降设备的是（ D ）。

A.旋风分离器 B.降尘室 C.增稠器 D.叶滤机 三、判断题

1.液-液相物系不构成非均相物系。（ × ）2.沉降操作只能用来分离悬浮液。（ × ） 3.过滤操作适用于分离含固体物质的非均相物系。（ √ ）

4.沉降分离的原理是依据分散物质与分散介质之间的粘度差来分离的。（ × ） 5.沉降分离的必要条件是物料的停留时间必须大于或等于粒子的沉降间（ √ ）

6.沉降速度一般是指粒子在匀速沉降时的速度。（√ ）7.过滤推动力是指悬浮液的压力大小。（ × ） 8.过滤阻力主要是过滤介质的阻力。（ × ）9.滤饼是主要的过滤阻力。（ √ ）

10.转筒真空过滤机是连续生产的过滤机。（√ ）11.旋风分离器是分离气-固相混合物的设备。（√ ） 12.离心机是分离液-固相混合物的设备。（ √ ） 四、问答题

1.什么是非均相物系？

答：物系内部存在有稳定的相界面，界面两侧物质的性质是完全不同的，这种物系称为非均相物系。 2.过滤方法有几种？分别适用于什么场合？

答：有饼层过滤、深床过滤以及动态过滤三种饼层过滤适用于固粒浓度较高的物料，深床过滤适用于固粒浓度极低的物料，动态过滤适用于固粒浓度较低的物料。 3.工业上常用的过滤介质有哪几种，分别适用于什么场合？

答：有织物状介质、固体多孔介质以及粒状介质三种；织物状介质适用于过滤颗粒浓度高、粒径小的物料；固体多孔介质适用于过滤颗粒浓度小、粒径较大的物料；粒状介质适用于过滤固粒浓度小于0.1%的物料。

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4.过滤得到的滤饼是浆状物质，使过滤很难进行，试讨论解决方法？答：采用活性碳助滤剂，直接混合在悬浮液中，让其随机地停留在滤饼层中起支撑作用，使过滤过程得以进行。

5.旋风分离器的进口为什么要设置成切线方向？答：① 以使气流进入分离器后沿筒壁作向下的螺旋运动，减小沉降距离；② 不至于将已沉降的颗粒再重新卷起。

第三章 传热

一、填空题

1.列管式换热器中，用饱和水蒸气加热空气，则传热管的壁温接近 饱和水蒸气，总传热系数K的值接近 空气传热膜系数 。

2.多程列管式热交换器的壳程中常装有一定数目与管束相垂直的折流挡板(简称挡板)，其目的是 提高对流传热系数 。

3.在换热过程中，温度较高放出热量的流体称为 热载热体 ；温度较低吸收热量的流体称为 冷载热体 。

5.导热速率与 温度梯度以及垂直于热流方向的 导热面积 成正比。 7.间壁式换热器中传热速度与传热温度差成正比，与传热 热阻 成反比。 8.换热器中两流体的流动形式有： 并 流、 逆 流、 错流和 折 流等。 9.强化传热的途径有增大 传热面积提高 传热温度差 及提高传热系数 。 二、选择题

1.下列说法中错误的是(C )。

A.热量总是自发地从高温处向低温处传递 B.固体中存在热传导，不存在热对流

C.液体中存在热对流，不存在热传导 D.辐射传热不仅是能量的传递，同时还拌有能量形式的转换 2.关于热导率的叙述错误的是 ( D )。

A.金属的热导率随纯度的增高而增大 B.气体的热导率随压力的升高而增大 C.与固体和液体相比气体的热导率最小 D.物质的热导率均随温度的升高而增大 3.气体的导热系数数值随温度的变化趋势为 ( A )。 A. T升高，λ增大 B. T升高，λ减小 C. T升高，λ可能增大或减小 D. T变化，λ不变

5.下列比较铜、铁、熔化的铁水三种物质导热系数的大小论断中正确的是 ( A )。 A.铜的导热系数最大，铁水的最小 B.铁水导热系数最大，铁的最小 C铜的导热系数最大，铁的最小 D.铁的导热系数最大，铁水的最小 6.多层平壁定态热传导时，各层的温差与各相应层的热阻 ( A )。 A.成正比 B.成反比 C.没关系 D.不确定

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7.对由三层平壁组成的多层平壁稳定热传导而言，若三层的传热推动力△t1＞△t2＞△t3，则三层平壁的传热阻力R1，R2，R3之间的关系是( A )。

A.R1＞R2＞R3 B.R1＜R2＜R3 C.R1＞R3＞R2 D.R2＞R1＞R3

8.双层平壁稳定热传导，壁厚相同，各层的导热系数分别为λ1和λ2，其对应的温度差为△t1和△t2，若△t1＞△t2，则λ1和λ2的关系为( A )。 A.λ1＜λ

2

B.λ1＞λ

2

C.λ1＝λ

2

D.无法确定

9.由厚度都相同的平壁组成的三层平壁而言，若λ1＞λ2＞λ3，则热阻R1，R2，R3之间的关系为 ( B )。 A.R1＞R2＞R3 B.R1＜R2＜R3 C.R1＞R3＞R2 D.R3＞R1＞R2 11.能显著提高传热速率的是 ( B )。

A.尽量减少管壁的厚度 B.定期检查除垢

C.间壁两侧对流传热系数相差很大时，增加对流传热系数大的那一侧流体的流速 D.间壁两侧对流传热系数相差很小时，增加对流体热系数小的那一侧流体的流速

12.对于三层圆筒壁的稳定热传导而言，若Q1，Q2，Q3为从内向外各层的导热量，则它们之间的关系为 ( C )。

A.Q1＞Q2＞Q3 B.Q3＞Q1＞Q2 C.Q1＝Q2＝Q3 D.无法比较

13.某燃烧炉炉壁内外表面温度分别为t1，t2，今在炉壁外表面加一层保温层，炉壁内外表面的温度变化为T1，T2。下列判断中正确的是 ( B )。

A.T1=T2，T1－T2＞t1－t2 B.T1＞T2，T1－T2＞t1－t2 C.T1＜T2，T1－T2＞t1－t2 D.以上都不对

14.由傅立叶定律，可以定义出导热系数λ；由牛顿冷却定律，可以定义出对流传热系数α。对于λ及α的下列认识中正确的是 ( C )。

A.λ和α皆为物质的热物理性质 B.λ和α具有相同的因次

C.λ和α不一样，仅λ为物质的热物理性质 D.λ和α不一样，仅α为物质的热物理性质 15. 一般情况下，下列说法错误的是 ( B )。

A.湍流时α的值比滞流时大得多 B.无相变时α的值比有相变时大得多 C.强制对流时α的值比自然对流大 D.计算α常采用实验得到的关联式 16.生产中为提高传热推动力尽量采用 ( A )。 A.逆流 B.并流 C.错流 D.折流

17.适用于壳程流体清洁且不结垢，两流体温差不大或温差较大但壳程压力不高场合的是( A )换热器。

A.固定管板式 B.浮头式 C.U形管式 D.填料函式

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18.下列结构最紧凑且流体作严格的逆流流动的是( B )换热器。 A.列管式 B.套管式 C.夹套式 D.螺旋板式 19.可在器内设置搅拌器的是( C )换热器。

A.套管 B.釜式 C.夹套 D.热管

20.在列管换热器中，用饱和蒸气加热空气，下面两项判断中正确的是 ( A )。甲：传热管的壁温将接近加热蒸气温度乙：换热器总传热系数K将接近空气侧的对流传热系数 A.甲、乙均合理 B.甲、乙均不合理 C.甲合理、乙不合理 D.乙合理、甲不合理 三、判断题

1.化工生产中对传热的要求可分为强化传热和削弱传热两种情况。( √ ) 3.多管程换热器中，一般管程数为偶数。( √ )

4.热负荷是对换热器换热能力的要求，而传热速率是换热器本身具有的换热能力。( √ ) 5.换热器还未选定或设计出来之前无法确定传热速率，但可计算热负荷。( √ ) 6.显热法可用于物质无相变或有相变的传热量的计算。( × ) 7.冷、热流体间的平均温度差即流体进出口温度差的算术平均值(× )

8.水蒸气是生产过程中最常见的加热剂。（ √ ）9.水是生产过程中最常用的冷却剂。 （ √ ） 12.换热器内设置挡板是为了提高管外流体流速，提高传热速率。 （ √ ）

13.在蒸气冷凝传热中，不凝气体的存在对α没有影响。（× ）14.温度升高，气体的热导率增大。（ √ ） 15.对流传热过程既包括热对流，也包括热传导。（ √ ）16.传热过程中，热负荷一定小于或等于换热器的传热速率。（√ ）17.传热速率是冷、热流体在单位时间内通过传热面所传递的热量。（√ ） 四、简答题

2.什么叫稳态传热?什么叫不稳态传热?

答 稳定传热：流体在管道内流动时，任一管截面处的物理量（如流量、流速、压强等）不随时间而改变。 不稳定传热：流体在管道内流动时，任一管截面处的物理量（如流量、流速、压强等）要随时间而改变。

3.何谓换热器的传热速率和热负荷?两者关系如何?

答 换热器的传热速率是指单位时间内通过换热面传递的热量，常用Q表示，单位为W（或J/s）. 换热器的热负荷是指工艺上或生产任务对换热器提出的换热要求。一台合用的换热器，其传热速率必须等于或稍大于热负荷。

4.换热器热负荷的确定方法有哪几种?

答换热器的确定方法有以下三种：（1）显热法，适用于流体在换热过程没有相变的情况。（2）潜热法，适用于换热过程中流体仅发生恒温相变时的情况。（3）焓差法。

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5.热导率λ的物理意义和单位是什么?

答热导率λ的物理意义：热导率也称导热系数，表示当导热面积为1m2， 温度梯度为1K/m时，单位时间内以导热方式传递的热量，其单位为W/(m·K) 6.传热系数K的物理意义和单位是什么? 提高传热系数的具体方法有哪些?

答 传热系数K的物理意义为：当冷、热流体主体的温度差为1K时单位时间内单位传热面积所传递的

热量。其单位为：W/m2·K。 由K的关联式：略管壁热阻的情况

可知，在忽

下，要提高传热系数K，必须要提高壁面两侧的对流给热系数αi、αo及减小管壁两侧的污垢热阻Rsi和Rso。具体来说就是提高α较小侧的流体的流速及湍动程度、改变流动条件和经常清洗管壁以减小管壁热阻等。

7.当间壁两则流体均无相变时，试写出传热的平均温差的计算式，为什么工程上并不都采用逆流传热? 8.什么叫强化传热？强化传热的有效途径是什么？可采取哪些具体措施? 9.当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时，为提高传热系数K，以提高哪一侧流体的给热系数更为有效?为什么?

当间壁两侧流体的给热系数α相差较大时，为提高传热系数K，以提高较小侧的α更为有效。因为根据讨论，此时的总传热系数K数值上接近于较小侧的给热系数。

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